:: Cálculo de la presión atmosférica al nivel de la estación   

La longitud de la columna de mercurio de un barómetro depende, entre otros factores, de la temperatura y de la gravedad, además de la presión atmosférica.

Para que las lecturas barométricas hechas en horas y lugares distintos sean comparables, es necesario reducirlas a condiciones normales.

Se consideran condiciones normales para la reducción de la presión la temperatura de 0º C, en la cual la densidad del mercurio es de 13,5951g/cm3 ; y como valor normal de la aceleración de la gravedad el de 980,665 cm/s2 , valor al que tienen que referirse los datos barométricos, pero que no representa la gravedad a la latitud de 45º al nivel del mar.

Para reducir lecturas barométricas a las condiciones normales hay que aplicar las correcciones siguientes:

-Corrección por temperatura
-Corrección instrumental
-Corrección por gravedad

1/ CORRECCIÓN POR TEMPERATURA

Las lecturas barométricas tienen que ser corregidas para poder obtener las que resultarían si el mercurio y la escala hubiesen estado a temperatura normal de 0º C. Para calcular la corrección de temperatura aplicable a los valores indicados por estos barómetros se utilizan las siguientes fórmulas:

a/ Barómetros de tipo Fortín, de sifón y de escala móvil

Ct = -0,000163 Bt

b/ Barómetros de cubeta fija (comprende los barómetros con cubeta ajustable, pero que en la práctica se comportan como instrumentos de cubeta fija).

Para barómetros con escala graduada en hectopascales:

Para barómetros con escala graduada en milímetros de mercurio:

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donde B, " , $ y t tienen el mismo significado que en la fórmula anterior. V es el volumen total del mercurio en el barómetro en mm3, A es la superficie efectiva de la cubeta en mm2 y 0 es un coeficiente de dilatación de la cubeta de hierro y del tubo de cristal. Dándole a este coeficiente el valor 0,000010 por 1ºC podemos escribir con precisión suficiente para las temperaturas del interior de una habitación:

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El factor V/A depende de les características del instrumento.

En los barómetros instalados en los observatorios se considera como valor medio de V/A =34. Las fórmulas anteriores quedan de la siguiente manera:

Para barómetros graduados en hectopascales:

Ct = -0,000163 (B + 47) t

Para barómetros graduados en milímetros de mercurio:

Ct = -0,000163 (B + 32) t

2.- CORRECCIÓN INSTRUMENTAL

Los errores residuales en la graduación de la escala de un barómetro tienen que ser determinados por la comparación con un barómetro patrón. Estos errores pueden ser debidos a una fijación o división inexacta de la escala, a la capilaridad y a la imperfección del vacío en el tubo barométrico. Los certificados de comparación con el patrón tienen que mencionar las correcciones que hay que aplicar al error instrumental en cuatro puntos de la escala separados, como mínimo, por 50 hectopascales. En un buen barómetro, estas correcciones no deben exceder en algunas décimas de hectopascales.

La corrección instrumental se certificará en el momento de suministro del aparato y podrá ser modificada posteriormente por comparación con un barómetro patrón.

3. CORRECCIÓN POR GRAVEDAD

Para que las lecturas barométricas hechas en estaciones diferentes sean comparables, hay que reducir todas las columnas barométricas a la altura que tendrían si la aceleración de la gravedad fuese la misma en todas ellas (980,665 cm/s2).

Para el cálculo de la corrección por gravedad, se recomienda la fórmula aproximada:

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El valor gn H tiene que ser calculado por cada estación, ya sea por métodos gravimétricos o siguiendo las normas dictadas por la Organización Metereológica Mundial, según la fórmula:

gn H = 980,616 (1 - 0,0026373 cos 2 n + 0,0000059 cos 2 2 n ) - 0,0003086 H + 0,0001118 (H - H')

en la cual n = latitud del lugar

H = altitud de la estación en metros

H' = altitud media en metros de la superficie de terreno comprendida en el interior de un círculo de 150 km de radio con centro en la estación.

Si el método utilizado es el gravimétrico habrá que restarle al valor obtenido en el sistema Potsdam 0,013 para adaptarlo al “sistema metereológico de gravedad”.

La corrección por gravedad varía relativamente poco con la presión cuando el valor de la gravedad local es próximo al 980,665. Para valores de la gravedad local de entre 979,0 y 982,3 cm/s2, un desfase de la presión de " 30 hPa respecto a su valor medio climatológico introduce un error en esta corrección inferior a " 0,05 hPa.

Por lo tanto, se puede sustituir la fórmula de corrección por gravedad dada anteriormente por la fórmula aproximada:

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Bca es la media climatológica de la presión.

Se obtendrá un valor constante para la estación.

Los valores de Cg han sido tabulados en función del valor local de la gravedad gn H y de la presión atmosférica en milímetros de mercurio y hectopascales respectivamente.

CORRECCIÓN POR CAMBIO DE SITUACIÓN DEL BARÓMETRO

La altitud Hp adoptada por un observatorio como nivel al cual se refieren las observaciones designadas con el nombre de “presión de la estación”, ha de ser de un nivel fijo para poder mantener una continuidad en las observaciones. Cuando se crea un observatorio, este nivel se hace coincidir con el de la cubeta del barómetro. Si posteriormente se cambia la situación del barómetro (hasta la nueva altitud Hb), es necesario aplicar a la presión obtenida en esta nueva ubicación una corrección dada por la expresión siguiente:

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En esta expresión, () p)10gpm representa el incremento de presión correspondiente a una disminución del geopotencial de 10 gpm y viene tabulada en función de la presión y de la temperatura virtual.

Cuando la diferencia Hb - Hp es inferior a 15 m se pueden considerar para el cálculo de () p)10gpm los valores medios climatológicos de la presión y de la temperatura. De este modo, la corrección que tenemos que aplicar es constante.

Quiero agradecer al Instituto Nacional de Meteorología (Centro Meteorológico Territorial de Cataluña), las facilidades dadas para la transcripción de este documento.

También me gustaría dar la gracias a la Sra. Mª Belén Gómez Martín por su ayuda en el tratamiento informático de las fórmulas aquí presentadas.

Ramon Baylina Cabré, Sort 1998

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